基于rf2052射频芯片的宽带下变频电路设计与实现

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1、基于RF2052射频芯片的宽带下变频电路设计与实现蒋亮，马宁（电子科技大学光电信息学院，成都610054）摘要：本文首先对卫星广播通信地面接收机现有的变频结构作了简要的介绍，对其关键技术指标进行了深入的分析，并根据某卫星广播通信地面接收机的技术要求，提出了该接收机变频系统的设计方案并对该方案进行了可行性分析与论证。该方案的主要特点是在满足设计指标的同时节省了后端器件的成本，降低了基带信号处理器的程序设计复杂度。关键词：卫星广播通信，变频组件，直接变频中图分类号：文献标识码：ADesignandRealiz

2、ationofBroadbandDownFrequencyConversionCircuitBasedonRF2052RFChipJIANGLiang,MANing(SchoolofPhotoelectricInformation,UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina,Chengdu610054,China)Abstract：Initially,theexistingfrequencyconversionstructureofthesatell

3、itecommunicationlandreceiverisbrieflyintroducedinthisarticle,andthecrucialtechnicaldataofthefrequencyconversionaredeeplyanalyzed.Furthermore,accordingtothetechnicalrequirementsofsomesatellitecommunicationlandreceiver,thedesignschemeofthereceiver’sfrequenc

4、yconversionsystemisproposed,andthenthefeasibilityanalyzingandverifyingforthisschemeisimplemented.Themaincharacteristicoftheschemeisthatthecostoftheback-enddevicecanbeeconomizedwhilethedesignindexissatisfied,thustheprogrammingcomplexityofthebasebandsignalp

5、rocessorisreduced.Keywords:Satellitebroadcastcommunication;Frequencyconversioncomponent;Directfrequencyconversion0引言现有的卫星语音广播通信系统中，地面接收机的结构主要是采用中频数字抽样，其工作原理是利用超外差接收机体系结构将射频信号下变频到固定中频，然后通过ADC进行中频带通采样。这种中频数字采样接收机变频拓扑形式其核心还是传统的超外差方式，因此对于用于卫星广播地面接收机也越来越趋向于数字方

6、式的解决方案。作为卫星语音广播系统地面接收机的前端核心部分，变频组件的转变也随着数字时代的发展而逐步向数字接收机结构体系转变。1宽带下变频电路设计由于性能和尺寸的双重要求，本文采用RFMD公司生产的RF2052射频芯片作为宽带下变频电路的主体芯片。RF2052芯片介绍：RF2052是一款低功耗，高性能，自带锁相环和混频器的宽带频率转换芯片。芯片内部的频率综合器包含了一个小数分频的频率的锁相环（PLL）和三个高性能的压控振荡器（VCO），只需要合适的外部环路滤波器和稳定的频率参考源就能作为低相位噪声的频率源

7、。此频率源经过缓冲后为内部集成的混频器提供本振频率，使得整个芯片能将输入的射频信号转化为我们所需要的频带上。内部混频器的偏置电流是可编程的，依据电路所需要的性能和输出电流进行配置。由于采用了小数分频，内部的本振模块可以在300MHz到2400MHz之间连续变换。宽带混频器可操作的频带能够从30MHz到2500MHz，同时可以对输入的信号进行上变频和下变频操作。整个芯片所需要的外部参考频率为10MHz到52MHz。RF2052内置混频器增益为-2dB，在高线性模式下，噪声系数为12dB，IIP3达+18dB

8、m，1dB压缩点能够达到+12dBm。对于本变频系统而言，采用RF2052芯片的高线性模式是必要的。因为前端输入信号载波功率最大为-10dBm，经过前段滤波器与LNA后在混频器的输入端口功率约为+6dBm，如果混频器的1dB压缩点和IIP3较低的话就会使得信号非线性影响严重，导致解调输出信号的EVM指标性能变差。RF2052通信时序图1SPI通信时序图图1为MCU对RF2052芯片写数据的时序。芯片能承受的最大写数据时钟为19